【摘 要】
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分布式光伏发电的发展是实现我国碳达峰、碳中和目标的有利途径,也是新能源发展方向的大趋势。本文针对光伏发电存在的随机性与间歇性问题,采用基于超级电容的混合储能方法,将其应用于分布式光伏发电系统,利用超级电容与蓄电池的充放电特性,平抑光伏直流母线侧的高低频电压脉动,有利于提高分布式光伏并网系统的稳定性。主要研究内容如下:首先,构建了分布式光伏发电系统的整体结构,分析了各部分对直流母线侧电能稳定性的影响
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分布式光伏发电的发展是实现我国碳达峰、碳中和目标的有利途径,也是新能源发展方向的大趋势。本文针对光伏发电存在的随机性与间歇性问题,采用基于超级电容的混合储能方法,将其应用于分布式光伏发电系统,利用超级电容与蓄电池的充放电特性,平抑光伏直流母线侧的高低频电压脉动,有利于提高分布式光伏并网系统的稳定性。主要研究内容如下:首先,构建了分布式光伏发电系统的整体结构,分析了各部分对直流母线侧电能稳定性的影响。通过对各部分工作原理及建模分析,辐照度、温度及负载的变化都会影响直流母线侧电能的稳定;对蓄电池与超级电容的工作特性进行了分析,蓄电池可有效处理分布式并网光伏发电系统中出现的平均电压脉动,超级电容可有效处理瞬时电压脉动。因此,提出了将超级电容与蓄电池结合来平抑直流母线电压脉动的方法。其次,通过对几种常用混合储能结构的优缺点分析,提出了超级电容-电感器-蓄电池混合储能结构,该结构由蓄电池经电感器与超级电容并联连接,电感器与超级电容可组成高频滤波器,不仅可以平抑直流母线高低频电压脉动,还可滤除流向蓄电池的高次谐波,提高蓄电池使用寿命与运行效率,且该结构体积小、成本低,适用于分布式并网光伏发电系统。最后,设计了基于超级电容混合储能的分布式光伏发电系统。包括主电路、控制电路、驱动电路、采样电路、过电压过电流保护电路、辅助电源电路等。主电路由Boost变换电路、SCBI混合储能电路、LCL型并网逆变电路组成;控制电路采用TMS320F28335作为主控芯片在MATLAB/Simulink平台对系统进行了仿真实验,结果显示直流侧电压脉动小于7%,蓄电池输出电流平稳,逆变侧输出光滑正弦波电压,并网电流THD为1.81%。实验表明,所提混合储能电路能有效平抑光伏直流母线电压的高低频脉动,且并网电能质量良好,满足并网要求。图[74]表[2]参[81]
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